生物正交反应——在活细胞内进行化学反应,而不破坏眼前的一切——绝非易事

当我们进行化学反应时,通常是在严格控制的条件下进行的。无论是在施伦克管、圆底烧瓶还是工厂规模的反应容器中——我们只添加我们想要的东西:反应物、试剂和溶剂(如果需要的话)。如果水和空气会干扰精心设计的化学反应,则可以将它们排除在系统之外。

现在想象一下,试图在活细胞中进行这种精确的化学反应——调整分子上的官能团,同时保持其他一切不变。在一个充满水和杂乱混合物的反应容器中,所有的化合物都布满了不同的官能团,你如何给一个特定的生物分子贴上标签,而不给其他的东西贴上标签呢?

这正是生物正交化学所做的。它的成功意味着很容易看出原因卡洛琳贝尔托齐人们普遍认为,他在大约20年前开创了这一领域,他经常出现在人们未来诺贝尔奖的候选名单上。

生物正交化学主要使用一系列不同的点击反应——特定官能团之间快速、有效的耦合——将探针附着在生物分子上,这样我们就可以更多地了解细胞的内部工作原理。但它不会止步于探测器。詹姆斯·米切尔·克劳在他的特写中写道在美国,这些技术已经被用来帮助药物找到它们的目标。这可以使它们更有效,并且意味着患者需要服用更少的药物,这是许多具有令人不快的副作用的药物的重要考虑因素。

这是一个教科书式的例子,一些东西最初可能只被期望在研究实验室或化工厂中有用——例如,惠斯根1,3-偶极环加成——在其发明者无法想象的领域中产生了深远的重要影响。

想到这些来自合成化学家工具箱的经典工具可以被用于如此伟大的跨学科效果,真是令人鼓舞。你们今天在实验室里研究的化合物或反应最终会在哪里?